ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ Ô TÔ

Phần I: TỔNG QUAN Chương I: GIỚI THIỆU HỘP SỐ ƠTƠ TẢI Ơtơ phương tiện quan trọng, tiện ích ngành giao thơng vận tải giới nói chung Việt Nam nói riêng Việt Nam, đất nước 85 triệu dân với mức tăng trưởng cao kinh tế viễn cảnh tươi sáng cho ngành cơng nghiệp ơtơ Phát triển ngành cơng nghiệp cho phép đất nước tiết kiệm khoản ngoại tệ đáng kể nhập khẩu, phát huy số mạnh trội nguồn nhân lực Đặc biệt, có tác động trực tiếp mang tính tích cực lên số ngành cơng nghiệp dịch vụ nước nhà 1.1 Lịch sử phát triển ơtơ: Ơtơ hay xe phượng tiện giao thơng chạy bốn bánh có chở theo động Tên gọi ơtơ nhập từ tiếng Pháp (automobile), đời ơtơ xem thay xe ngựa việc vận chuyển người hàng hóa Năm 1806 Fransois Isaac de Rivaz, người Thuỵ Sỹ, thiết kế động đốt (hiện viết tắt "ICE") Sau đó, ơng dùng để phát triển loại phương tiện giới chạy động sử dụng hỗn hợp hydro oxy để phát lượng Năm 1858 Jean Joseph, Kỹ Sư người Bỉ xin cấp sáng chế xe động đốt tác động kép, đánh lửa điện sử dụng nhiên liệu khí than (1860) Vào năm 1863, Lenoir gắn động (đã cải tiến, sử dụng nhiên liệu xăng chế hòa khí đơn giản) vào xe cng ba bánh thực thành cơng chuyến mang tính lịch sử với qng đường 50 dặm Chiếc xe xe chạy động xăng (động ơtơ) Karl Benz phát minh Đức năm 1885, ơng cơng nhận người sáng tạo xe đại Năm 1889 Daimler chế tạo động kỳ cải tiến có xu páp hình nấm xi- lanh nghiêng kiểu chữ V Năm 1890 Wilhelm Mayback chế tạo động kỳ, xi- lanh Trong năm 2005, 63 triệu xe xe tải hạng nhẹ sản xuất tồn giới Nhà sản xuất xe lớn giới (bao gồm xe vận tải hạng nhẹ) Liên hiệp Châu Âu chiếm tới 29% sản phẩm giới, phía đơng Âu chiếm 4% Nhà sản xuất lớn thứ hai NAFTA Với 25.8%, theo sau Nhật 16.7%, Trung quốc 8.1%, MERCOSUR 3.9%, Ấn Độ 2.4% phần lại giới 10.1% Thống kê năm 2009, sản lượng xe sản xuất, lắp ráp nước đạt 150 nghìn chiếc, so thấp so với nước giới Vì vậy, Việt Nam tiếp tục đầu tư để phát triển ngành cơng nghiệp ơtơ tương lai 1.2 Giới thiệu hộp số ơtơ: 1.2.1 Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực có tác dụng truyền chuyển động quay từ động đến bánh xe chủ động ơtơ Truyền lực ơtơ giới, thủy lực điện Truyền lực giới sử dụng rộng rãi bao gồm: ly hợp, hộp số, trục truyền cacđăng cầu sau Người ta thường chia hệ thống truyền lực làm loại: • Xe FF (động đặt trước – dẫn động bánh trước): loại này, lực dẫn động từ động đặt theo chiều ngang xe qua hộp số, đến vi sai cuối đến bánh xe phía trước Trong hệ thống này, bánh trước xe làm hai nhiệm vụ vừa dẫn động cho xe, vừa dẫn hướng cho xe Ưu điểm loại kết cấu hệ thống truyền lực đơn giản, gọn nhẹ khơng có trục đăng, giảm chi phí chế tạo Ngồi cơng suất truyền trực tiếp vào bánh dẫn động nên độ bám đường tốt hơn, xe di chuyển ổn định hơn, thêm vào tiết kiệm nhiên liệu tăng diện tích buồng lái • Khác với xe FF, xe FR (động đặt trước – dẫn động bánh sau) cơng suất từ động qua hộp số, trục đăng, vi sai đến bánh dẫn động phía sau Do vậy, nhược điểm Hệ thống dẫn động cồng kềnh khiến cho trọng lượng xe tăng lên Tuy nhiên, có ưu điểm định so với xe FF khả tăng tốc tốt giải bánh trước khỏi nhiệm vụ dẫn động • Ngồi hai hệ thống dẫn động chủ yếu trên, thực tế nhà sản xuất chế tạo hệ thống dẫn động khác hệ dẫn động bánh (4WD) hệ dẫn động với động đặt giữa, cầu sau chủ động (MR) 1.2.2 Hộp số ơtơ: Hộp số ơtơ cần đảm bảo u cầu sau: • Có tỉ số truyền thích hợp để bảo đảm chất lượng động lực học tính kinh tế nhiên liệu ơtơ • Có khả trích cơng suất ngồi để dẫn động thiết bị phụ • Điều khiển sang số đơn giản, nhẹ nhàng • Hiệu suất truyền động cao • Kết cấu đơn giản, dễ chăm sóc bảo dưỡng 1.2.3 Cơng dụng: Hộp số ơtơ thực nhiệm vụ sau: • Thay đổi lực kéo tiếp tuyến số vòng quay bánh xe chủ động để phù hợp với lực cản đường vận tốc ơtơ theo nhu cầu sử dụng • • Thực chuyển động lùi cho ơtơ Có thể ngắt dòng truyền lực thời gian dài động làm việc 1.2.4 Phân loại: Tuỳ theo yếu tố để phân loại, hộp số chia : • Theo trạng thái trục hộp số q trình làm việc: + Hộp số có trục cố định + Hộp số có trục di động (hộp số hành tinh) • Theo số trục hộp số (khơng kể trục số lùi): + Hộp số hai trục + Hộp số ba trục • Theo số cấp (khơng kể số lùi): + Hộp số cấp + Hộp số cấp + Hộp số cấp • Theo cấu gài số: + Bằng bánh di trượt + Bằng đồng tốc + Bằng phanh ly hợp (đối với hộp số thuỷ cơ) • Theo phương pháp điều khiển: + Điều khiển tay + Điều khiển tự động + Điều khiển bán tự động 1.3 Cấu tạo ngun tắc hoạt động ơtơ tải tấn: Trong luận văn nghiên cứu hộp số ơtơ trục cấp số, truyền động bánh trụ thẳng, lắp xe máy 1.3.1 Cấu tạo: Về bản, cấu tạo chung hộp số hai trục ngồi vỏ hộp số bao gồm chi tiết sau: trục sơ cấp, trục thứ cấp, cặp bánh ống gài đồng tốc Trong hình thể hộp số hai trục cấp, có số lùi truyền lực cuối có vi sai Vì hộp số có cấp nên trục sơ cấp thứ cấp có cặp bánh ln ăn khớp với Trong bánh chủ động số 1, số cố định trục sơ cấp Bánh chủ động số 3, số 4, số quay trơn trục sơ cấp Bánh bị động số 1, số quay trơn trục thứ cấp Bánh bị động số 3, số 4, số cố định trục thứ cấp (thường bánh quay trơn bố trí cạnh đồng tốc gài số) Vì có số nên hộp số có ống gài đồng tốc Ngồi để đảo chiều quay trục thứ cấp lùi, hộp số có thêm bánh số lùi di trượt trục số lùi để ăn khớp với bánh chủ động số lùi trục sơ cấp vành ống gài đồng tốc số số vị trí trung gian Vì hộp số hai trục thường bố trí xe du lịch cầu trước chủ động nên ngồi phận nêu cặp bánh truyền lực cuối vi sai bố trí ln cụm hộp số 1.3.2 Ngun tắc hoạt động: a Dòng truyền mơment gài số 1: Trục sơ cấp( bánh chủ động số 1) Bánh bị động số Trục thứ cấp( bánh b Dòng truyền mơment vi sai chủ động ) gài số 2: Trục sơ cấp( bánh chủ động ) Trục thứ cấp( bánh vi sai chủ động) Ống vành trượt thứ Vành vi sai Bánh bị động số Vành vi sai Bộ vi sai Ống vành trượt thứ Bộ vi sai c Dòng truyền mơment gài số 3: Trục sơ cấp Ống trượt vành trượt thứ hai Bánh chủ động số3 Trục thứ cấp( bánh Vành vi vi sai chủ động ) d Dòng truyền mơment gài số sai 4: Trục sơ cấp Ống trượt vành trượt thứ hai Trục thứ cấp( bánh e Dòng truyền khiđộng gài số răngmơment vi sai chủ ) 5: Trục sơ cấp Ống trượt vành trượt thứ hai Bộ vi sai Bánh chủ động số Bánh bị động số Vành vi sai Bộ vi sai Bánh chủ động số Trục thứ cấp( bánh Vành vi vi sai chủ động ) sai f Dòng truyền mơment gài số lùi: Trục sơ cấp( dẫn động bánh trung gian số lùi ) Bánh bị động số Bánh trung gian số lùi Bánh bị động số Bộ vi sai Ống trượt vành trượt thứ Trục thứ cấp(Vành bánh Bộ virăng sai vi sai chủ động)vi sai Phần II: CHỌN VẬT LIỆU Chương II: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA THÉP Thép hợp kim sở sắt cacbon, sản phẩm ngành luyện kim nói chung ngành luyện kim đen nói riêng Thép có mặt khắp nơi: từ dụng cụ gia đình sản phẩm nghệ thuật, cơng nghiệp khí ( máy móc, cơng cụ ), ngành xây dựng ( nhà, cầu, đường…), ngành lượng ( khai thác than, dầu mỏ, thủy điện…), quốc phòng ( vũ khí, xe cộ…) Mặc dù nhiều loại vật liệu đời, vị trí then chốt thép chưa bị thay đổi, chiếm phần lớn tổng khối lượng vật liệu kim loại cơng nghiệp giới 2.1 Giản đồ trạng thái Fe-Fe3C: Giản đồ pha Fe-C ( xét hệ Fe-Fe3C ) phức tạp, điển hình để minh họa tương tác thường gặp sử dụng nhiều thực tế Nói giản đồ pha Fe-C song thực tế khảo sát phần ( phần giàu Fe ) với lượng chứa cacbon từ đến 6,67% ( tương ứng với hợp chất xementit Fe3C ) 2.1.1 Q trình kết tinh hợp kim: Từ giản đồ trạng thái thấy làm nguội hợp kim Fe-C xảy phản ứng sau:  Phản ứng bao tinh: xảy 14990C hợp kim từ 0,1đến 0,5% C Thoạt tiên dung dịch lỏng kết tinh dung dịch rắn δ , nhiệt độ đạt đến δ 1499 C dụng dịch rắn có thành phần ứng với điểm H dung dịch lỏng ứng với B phản ứng với tạo nên austenit có thành phần ứng với điểm J δH + LB → γJ hay δ0,1+ L0.5 → γ0,16  Phản ứng tinh: xảy 11470C hợp kim từ 2,14 đến 6,67% C Thoạt tiên, dung dịch lỏng kết tinh austenit ( hợp kim có < 4,3%C ) hay xêmentit trước ( hợp kim có > 4,3%C ) dung dịch lỏng đạt đến thành phần 4,3%C ( tương ứng với điểm C ) 11470C, dung dịch lỏng kết tinh austenit xêmentit lúc LC → (γE + Xê ) hay L4,3 → (γ2,16 + Xê ) Hỗn hợp tạo thành gọi lêđêburit  Phản ứng tích: xảy 7270C hợp kim từ 0,02 đến 6,67%C tức có hầu hết hợp kim Fe-C Dung dịch rắn austenit trước tiên tiết ferit ( austenit có 0,8%C ) hay xêmentit thứ hai trước ( austenit có nhiều 0,8%C ) austenit lại có thành phần đạt đến 0,8%C ( ứng với điểm S ) 7270C, austenit phân hóa hai pha ferit xêmentit lúc γS → [αP + Xê ] hay γ0,8 → [α0,02+ Xê ] Hỗn hợp tạo thành có tên peclit 2.1.2 Các tổ chức pha: Ferit ( α, F ) dung dịch rắn xen kẽ C α-Fe với mạng lập phương tâm khối Trên giản đồ trạng thái ferit nằm khu vực GPQ, lượng cacbon hòa tan Fe ( 7270C 0,02%, nhiệt độ thường 0,006% ) Ferit có tính dẻo dai, mềm bền Tổ chức tế vi ferit có dạng hạt đa cạnh, sáng Austenit (γ, A, Feγ(C) ) dung dịch rắn xen kẽ C γ-Fe với mạng lập phương tâm mặt, với lượng hòa tan đáng kể ( tới 2,14% C 11470C điểm E, 7270C 0,8% C điểm S ), có tính thuận từ Với tính dẻo cao biến dạng dẻo tốt, tổ chức thép biến dạng nung nóng, đóng vai trò chủ yếu gia cơng nhiệt luyện Tổ chức tế vi austenit có dạng hình đa cạnh sáng Xêmentit ( Xê, Fe3C ) pha xen kẽ có kiểu mạng phức tạp có cơng thức Fe3C có thành phần 6,67% C ứng với đường thẳng DFKL Đặc tính xêmentit cứng giòn, với ferit tạo nên tổ chức hợp kim Fe-C Người ta phân loại Xêmentit Graphit tạo thành gang chứa lượng Si đáng kể 2.1.3 Các tổ chức hai pha: Peclit ( P ) hỗn hợp tích ferit xêmentit tạo thành từ dung dịch rắn austenit với 0,8%C 7270C Trong peclit có 88% α 12% Fe3C, phân bố nhau, kết hợp đặc tính hai pha thành phần nên bền cứng, đủ dẻo dai, đáp ứng u cầu vật liệu kết cấu Người ta phân loại: peclit peclit hạt + Peclit có cấu trúc lớp tấm, tức hai pha dạng lớp nằm xen kẽ với + Peclit hạt gặp hơn, có cấu trúc hạt tức xêmentit dạng thu gọn nhất-hạt phân bố ferit So với peclit hạt, peclit có độ bền, độ cứng cao đơi chút độ dẻo, dai thấp Austenit đồng dễ tạo thành peclit tấm, austenit đồng dễ tạo thành peclit hạt Tổ chức tế vi: a) Peclit b) Peclit hạt Lêđêburit ( Lê ) hỗn hợp tinh austenit xêmentit tạo thành từ pha lỏng với 4,3%C 11470C, nhiên làm nguội tiếp tục austenit lại chuyển biến Trục thứ cấp có then hoa, nhận lực truyền từ trục sơ cấp truyền lực với bánh sau xe máy Trục thứ cấp thường xun chuyển động nên chịu ma sát, chịu tải trọng, chịu moment uốn moment xoắn lớn 1.1.2 u cầu kĩ thuật: Mặt then hoa phải có độ cứng lớn, chịu ma sát, chịu uốn, chịu xoắn Trong lõi khơng cần độ cứng Chỉ tiêu quan trọng phần lớn trục độ bền, độ cứng độ dao động cao 1.1.3 Chọn vật liệu: Vật liệu dùng để chế tạo trục sơ cấp thứ cấp phải đạt u cầu nên ta chọn mác thép hóa tốt 40Cr Thành phần hóa học mac thép 40Cr ( % theo khối lượng ) C Mn 0,36÷0,44 Si 0,5-0,8 0,17-0,37 Cr Ni S P 0,8-1,1 [...]... Thép kết cấu là loại thép chủ yếu dùng để chế tạo các chi tiết máy ( các lọa trục, bánh răng, thanh truyền lực, lò xo, vòng bi…) nên đạt được hai u cầu sau: có tính cơng nghệ tốt ở trạng thái gia cơng ( gia cơng áp lực và gia cơng cắt gọt ) và có cơ tính tổng hợp tốt ở trạng thái làm việc Thép thấm cacbon là loại thép có lượng cacbon thấp ( 0,1-0,25% ) dùng để chế tạo các chi tiết truyền lực ( bánh... thấp và ủ kết tinh lại Ủ thấp Ủ thấp tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ AC1 để khử ứng suất hoặc khơi phục tính chất của kim loại sau khi gia cơng áp lực Ủ kết tinh lại Ủ kết tinh lại thường được dùng cho các thép đã qua biến dạng dẻo nguội, bị biến cứng, cần khơi phục lại tính chất của kim loại trước khi biến dạng để gia cơng tiếp theo Ủ kết tinh lại tiến hành ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh... phá hủy bề mặt Mài mòn xảy ra ở bề mặt đầu mút răng khi thay đổi bánh răng ăn khớp.Q tải do tải trọng tăng đột ngột dẫn đến gãy, vỡ Ở một số bánh răng còn thấy có hiện tượng bề mặt bị ăn mòn và xước, song điều này ít xảy ra sau khi hóa nhiệt luyện 3.2.2 u cầu kĩ thuật: Để đảm bảo ăn khớp tốt, truyền động êm khơng gây kêu, ồn, các cặp bánh răng ăn khớp với nhau phải có kích thước thật chính xác; do đó... peclit thành austenit là chuyển biến khuếch tán vì tổ chức ban đầu là hỗn hợp của hai pha có thành phần cacbon rất khác nhau chuyển biến thành dung dịch rắn cố thành phần tương đối đồng nhất Như vậy chuyển biến phải có sự khuếch tán của cacbon từ vùng có nồng độ cao ( xêmentit ) sang vùng có nồng độ thấp ( ferit ) Chuyển biến peclit thành austenit tương tự q trình kết tinh, tức là gồm các giai đoạn sinh... tạo điều kiện để cacbit hợp kim hòa tan vào austenit • Sự đồng đều hóa austenit: Chuyển biến peclit thành austenit từ hai pha có nồng độ cacbon rất khác nhau thành một pha có thành phần đồng nhất, nên lúc mới tạo thành austenit đòi hỏi phải có một thời gian thì thành phần austenit mới đồng đều Bằng cách giữ nhiệt ở nhiệt độ nung để cacbon khuếch tán từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độ thấp 4.1.2... khuếch tán, do vậy động học của chuyển biến bainit bao gồm cả động học của chuyển biến khuếch tán ( peclit ) và chuyển khơng khuếch tán ( mactenxit ) Đường cong động học của chuyển biến trong trường hợp nhiệt độ khơng đổi có dạng như hình dưới Mức độ chuyển biến, % 100 75 50 25 0 Thời gian Chuyển biến bainit giống chuyển biến mactenxit ở chỗ nó chỉ xảy ra khi làm q nguội austenit đến nhiệt độ Bđ và kết... cơng dụng: + Théo kết cấu hợp kim: là nhóm thép dùng chế tạo chi tiết máy và các kết cấu kim loại + Thép dụng cụ hợp kim: là nhóm thép dùng để chế tạo các loại dụng cụ như dao cắt, khn dập, dụng cụ đo + Thép hợp kim đặc biệt: là nhóm thép có tính chất vật lý và hóa học đặc biệt Chương III: LỰA CHỌN VẬT LIỆU Chọn loại vật liệu thích hợp là một bước quan trọng trong việc tính tốn thiết kế chi tiết máy... việc sắp xếp lại mang tinh thể γ α là kết quả của việc di chuyển định hướng các nhóm ngun tử khi vẫn giữ quan hệ liền mạng giữa austenit và ferit q bão hòa Chuyển biến bainit khác với chuyển biến mactenxit là có sự khuếch tán của cacbon, do vậy mà tốc độ của chuyển biến phụ thuộc vào nhiệt độ Chuyển biến bainit xảy ra trong khoảng nhiệt độ trung gian nên có sự khuếch tán của cacbon, điểm này làm cho chuyển... mặt cứng vững chịu được mài mòn Thép hóa tốt là loại thép có lượng cacbon trung bình ( 0,3-0,5% C ) để dễ chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, u cầu độ bền và độ dai cao Cơ tính tổng hợp cao nhất của thép đạt bằng cách nhiệt luyện hóa tốt ( tơi và ram cao ) 3.1 Vật liệu làm trục: 1.1.1 Điều kiện làm việc: Trục sơ cấp có then hoa và ln mang bánh răng số 1, nhận lực truyền từ trục khuỷu,... định, giữ nhiệt một thời gian cần thiết rồi làm nguội đủ chậm để nhận được tổ chức ổn định gần với trạng thái cân bằng với độ cứng thấp nhất và độ dẻo cao Nu ng nó ng Nhiệt độ Giữ nhiệt La øm ng uo äi c ha äm Thời gian Sơ đồ quá trình ủ 5.1.2 Mục đích của ủ và thường hóa: • Làm giảm độ cứng ( làm mềm ) thép để tiến hành gia cơng cắt • • Làm tăng độ dẻo để tiến hành dập, cán và kéo thép ở trạng thái nguội